自體外周血干細(xì)胞移植聯(lián)合髓芯減壓治療早中期股骨頭缺血性壞死的臨床研究

余蓮 邱永榮 陳隆天 吳福春 賴勤 黃建清 邱漢民 黃錦芳 林祺

股骨頭缺血性壞死（avascular necrosis of the femoral head，ANFH）因其發(fā)病隱匿，病程過程復(fù)雜，病因及發(fā)病機(jī)理尚未完全明了，致殘率高而越來越引起醫(yī)學(xué)界的高度重視。治療ANFH關(guān)鍵是如何防止疾病的進(jìn)一步發(fā)展，保護(hù)股骨頭，延緩髖關(guān)節(jié)置換的手術(shù)時(shí)間。近年來隨著干細(xì)胞技術(shù)的興起和對(duì)股骨頭壞死的發(fā)病機(jī)制的深入認(rèn)識(shí)，干細(xì)胞移植治療ANFH呈現(xiàn)了良好的發(fā)展前景。本研究采用自體外周血干細(xì)胞移植聯(lián)合髓芯減壓治療ANFH 56例，并與同期采用單純髓芯減壓治療34例對(duì)照研究，現(xiàn)報(bào)告如下。

資料與方法

一、一般資料

1.研究對(duì)象：選擇2004年10月至2012年3月住院的ANFH患者90例，所有患者均有關(guān)節(jié)疼痛，功能障礙等癥狀，并經(jīng)X射線平片及MRI或CT檢查確診。A組采用單純髓芯減壓，共34例，男22例，女12例，年齡22～57歲（中位年齡41.5歲）。單側(cè)18例，雙側(cè)16例，共計(jì)50髖。病程最短4個(gè)月，最長57個(gè)月，平均33.5個(gè)月。B組采用自體外周血干細(xì)胞移植聯(lián)合髓芯減壓術(shù)56例，男35例，女21例，年齡21～62歲（中位年齡39歲）。單側(cè)23例，雙側(cè)33例，共計(jì)89髖。病程最短2個(gè)月，最長59個(gè)月，平均34個(gè)月。所有研究對(duì)象排除其他髖關(guān)節(jié)疾病、髖關(guān)節(jié)周圍皮膚損害、感染性疾病活動(dòng)期、凝血功能障礙、貧血和白細(xì)胞減少?；颊呔橥獠⒑炇鹬橥鈺?。

2.分期標(biāo)準(zhǔn)：根據(jù)世界骨循環(huán)研究學(xué)會(huì)（ARCO）國際骨壞死標(biāo)準(zhǔn)，Ⅳ期排除在外。A組34例（50髖），其中Ⅰ期7例（7髖），Ⅱ期17例（26髖），Ⅲ期10例（17髖）。B組56例（89髖），其中Ⅰ期10例（10髖），Ⅱ期29例（50髖），Ⅲ期17例（29髖）。

二、治療方法

1.A組：在手術(shù)室內(nèi)嚴(yán)格無菌操作，采用硬膜外麻醉，取平臥牽引體位，于大腿外側(cè)作長約5 cm縱行切口。C臂X線引導(dǎo)下在大轉(zhuǎn)子頂點(diǎn)下2.0～3.0 cm處向股骨頭中心鉆入導(dǎo)針，尖端達(dá)軟骨下骨3.0～4.0 cm，用直徑1.0 cm環(huán)鉆沿導(dǎo)針鉆孔。當(dāng)鉆至壞死區(qū)域時(shí)（環(huán)鉆進(jìn)有阻力及堅(jiān)硬感），稍加手力鉆入鉆透壞死中心區(qū)，取出髓芯可見白色質(zhì)硬的壞死骨組織送病檢，用小角度舌匙伸入髓芯減壓孔道內(nèi)刮除壞死組織，此時(shí)出血較多，說明舌匙已透過股骨頭壞死區(qū)屏障達(dá)新鮮骨組織。

2.B組：（1）自體外周血干細(xì)胞的動(dòng)員、采集：用rhG-CSF（廈門特寶生物工程有限公司）300 ug皮下注射，每日2次，連用4 d，進(jìn)行外周血干細(xì)胞動(dòng)員；第5天用MCS?+（美國血液技術(shù)公司）血細(xì)胞分離機(jī)，選擇外周血干細(xì)胞分離程序，全血流速50～55ml/min，根據(jù)患者在骨髓動(dòng)員后外周血中的CD34陽性細(xì)胞數(shù)，一般攝定處理外周血6500ml，分離后血袋中的APBSC混懸液約50ml供移植用；（2）首先參照A組方法行股骨頭髓芯減壓，再取自體外周血干細(xì)胞混液約10～15ml，沿減壓隧道注入股骨頭關(guān)節(jié)軟骨下3.0～4.0mm，移植單個(gè)核細(xì)胞數(shù)量（76.41～83.83）×109/L。最后再注射醫(yī)用生物蛋白膠封閉減壓隧道口，以防自體外周造血干細(xì)胞液滲漏。剩余干細(xì)胞混懸液生理鹽水100ml稀釋后，由靜脈管自體回輸。

3.術(shù)后處理：為預(yù)防感染，靜脈點(diǎn)滴抗生素1～3 d，絕對(duì)避免患者負(fù)重，3個(gè)月內(nèi)下床行走時(shí)均應(yīng)拄拐，單側(cè)拄單拐，雙側(cè)拄雙拐，并輔以功能鍛煉，3個(gè)月后可完全負(fù)重。

三、觀察指標(biāo)

髖關(guān)節(jié)疼痛程度觀察與髖關(guān)節(jié)功能評(píng)價(jià)：A、B兩組術(shù)后第3、6、12個(gè)月采用Harris評(píng)分和疼痛視覺模擬（VAS）評(píng)分，并采用X線片、CT、和MRI檢查低信號(hào)區(qū)所占股骨頭體積的百分比，觀察有無塌陷及壞死面積變化情況。

四、統(tǒng)計(jì)學(xué)分析方法

采用SPSS 17.0統(tǒng)計(jì)軟件包進(jìn)行分析。術(shù)前、術(shù)后第3、6、12個(gè)月的A、B兩組的Harris評(píng)分和疼痛視覺模擬（VAS）評(píng)分以表示，術(shù)前、術(shù)后第3、6、12個(gè)月的A、B兩組間的Harris評(píng)分和疼痛視覺模擬（VAS）評(píng)分比較分別采用成組t檢驗(yàn)，以P < 0.05為差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。

結(jié) 果

一、一般情況

兩組患者術(shù)后切口均Ⅰ期愈合，術(shù)后無感染、出血等手術(shù)并發(fā)癥，術(shù)后兩周復(fù)查血液分析、肝腎功能等實(shí)驗(yàn)室指標(biāo)均正常。兩組90例，除B組5例失訪，2例術(shù)后隨訪不足12個(gè)月剔除外，共計(jì)A組34例，B組49例隨訪13～89個(gè)月，平均38.5個(gè)月。A組有11髖需行髖關(guān)節(jié)置換，B組僅有5髖需行髖關(guān)節(jié)置換術(shù)。

二、臨床功能

1.Harris評(píng)分：術(shù)前、術(shù)后3個(gè)月兩時(shí)間點(diǎn)A、B組間的Harris評(píng)分比較，差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（t=0.342、0.628，P=0.781、0.516）；術(shù)后 6、12個(gè)月兩時(shí)間點(diǎn)的A、B組間的比較，差異均有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（t=2.991、7.753，P=0.009、0.001，表 1）。

2.VAS評(píng)分：術(shù)前及術(shù)后3、6個(gè)月3個(gè)時(shí)間點(diǎn)的A、B組間VAS評(píng)分比較，差異均無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（t=1.179、1.428、0.407，P=0.0.265、0.153、0.682）；術(shù)后12個(gè)月的A、B組間的比較，差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（t=10.73，P=0.001，表 2）。

3.影像學(xué)觀察：X線片檢查顯示，除A組3髖Ⅲ期術(shù)后12個(gè)月發(fā)生股骨頭塌陷外，其余患者各時(shí)間點(diǎn)均未見壞死區(qū)擴(kuò)大及塌陷發(fā)生。術(shù)后12個(gè)月A組13例，B組22例，MRI檢查示A、B兩組MRI T1信號(hào)區(qū)所占股骨頭體積的百分比分別為17.24﹪±3.71﹪和12.11﹪±3.14﹪，差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（t=4.360，P=0.001）；B組與術(shù)前(19.18﹪±2.89﹪)比較差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（t=7.786，P=0.001），A組與術(shù)前 (18.86﹪±3.21﹪)比較差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（t=1.192，P=0.265）（圖 1，2）。

表1 各時(shí)間點(diǎn)A、B組Harris評(píng)分結(jié)果（）

表1 各時(shí)間點(diǎn)A、B組Harris評(píng)分結(jié)果（）

注：a與術(shù)前比較P < 0.01

組別 例數(shù) 術(shù)前 術(shù)后3個(gè)月 術(shù)后6個(gè)月 術(shù)后12個(gè)月A組 34 54.83±7.10 61.17±4.07a 79.05±6.51a 73.24±6.07a B組 49 55.44±8.65 61.83±5.19a 82.91±5.33a 86.11±8.35a t值 0.342 0.628 2.991 7.753 P值 0.781 0.516 0.009 0.001

表2 各時(shí)間點(diǎn)A、B組間的VAS評(píng)分（）

注：a與術(shù)前比較P < 0.01

組別 例數(shù) 術(shù)前 術(shù)后3個(gè)月 術(shù)后6個(gè)月 術(shù)后12個(gè)月A組 34 6.38±0.83 4.15±0.40a 3.55±0.69a 4.47±1.26a B組 49 6.61±0.92 3.98±0.62a 3.48±0.84a 2.41±0.43a t值 1.179 1.428 0.407 10.73 P值 0.265 0.153 0.682 0.001

討 論

圖1 股骨頭缺血性壞死患者甲自體外周血干細(xì)胞移植聯(lián)合髓芯減壓術(shù)前后影像學(xué)比較

圖2 股骨頭缺血性壞死患者乙自體外周血干細(xì)胞移植聯(lián)合髓芯減壓術(shù)前后影像學(xué)比較

ANFH的病因和病理變化較為復(fù)雜，目前多數(shù)學(xué)者認(rèn)為與應(yīng)用激素、飲酒和創(chuàng)傷、結(jié)締組織病等因素有關(guān)。創(chuàng)傷性股骨頭缺血性壞死是因?yàn)楣晒穷^血液循環(huán)破壞而發(fā)生；非創(chuàng)傷性股骨頭缺血性壞死一般認(rèn)為是骨質(zhì)與骨髓內(nèi)血管腔被栓塞所致。近期研究發(fā)現(xiàn)股骨頭壞死的發(fā)病可能與成骨細(xì)胞及骨髓基質(zhì)細(xì)胞的功能下降有關(guān)[1-2]。在股骨頭壞死后均可見骨髓內(nèi)前體細(xì)胞數(shù)量減少，活性受到抑制。因此可以將骨壞死疾病認(rèn)為是一種骨細(xì)胞和（或）干細(xì)胞的疾病[3-4]。

ANFH多見于青壯年患者，如果不進(jìn)行早期治療，85﹪以上有臨床癥狀的FacitⅠ期和Ⅱ期患者在2年內(nèi)會(huì)因?yàn)殛P(guān)節(jié)面塌陷而需要進(jìn)行股骨頭置換[5]。但人工關(guān)節(jié)的使用年限不能滿足預(yù)期使用壽命，保留髖關(guān)節(jié)的手術(shù)治療成為目前研究的主要方向。ANFH理想的治療時(shí)間應(yīng)在病變?cè)缙?，尤其在X射線檢查發(fā)現(xiàn)之前，積極采取措施可防止股骨頭塌陷，保存關(guān)節(jié)功能。對(duì)于早期ANFH的治療，國內(nèi)外采用了許多方法，目前尚無一種方法能取得滿意的效果。臨床手術(shù)治療早、中期ANFH的方法很多，基本原理都在于股骨頭血流供應(yīng)，降低股骨頭髓內(nèi)壓力，促進(jìn)壞死組織修復(fù)[6]。

1964年，F(xiàn)icat和Arlet[7]進(jìn)行骨功能探查時(shí)發(fā)現(xiàn)，髓芯減壓術(shù)后患者?？闪⒖叹徑馓弁?。其理論依據(jù)是骨壞死患者股骨頭內(nèi)血流減少且常伴骨內(nèi)壓增高，髓芯減壓能降低髓腔內(nèi)壓力，刺激血管新生。Wang等[8]于1985年采用放射性微球技術(shù)證實(shí)髓芯減壓術(shù)確實(shí)能改善股骨頭的血液循環(huán)。然而髓芯減壓雖然可以有效地緩解早期骨壞死的自然過程，但沒有徹底解決股骨頭的修復(fù)問題，骨內(nèi)壓升高的惡性循環(huán)若繼續(xù)出現(xiàn)則會(huì)不斷降低股骨頭生物強(qiáng)度，最終導(dǎo)致股骨頭塌陷。

外周血干細(xì)胞來源于中胚層，具有多向分化潛能，在特定的理化條件與細(xì)胞因子的誘導(dǎo)下，可定向地向成骨細(xì)胞、血管內(nèi)皮細(xì)胞等方向分化[9-10]。干細(xì)胞有引導(dǎo)組織修復(fù)的潛能，種植的干細(xì)胞及CD34片段能夠分泌多種血管生成相關(guān)的細(xì)胞因子，從而促進(jìn)了壞死區(qū)內(nèi)的血管生成，促進(jìn)股骨頭壞死的修復(fù)[11]。骨髓干細(xì)胞動(dòng)脈灌注在兔股骨頭壞死實(shí)驗(yàn)研究結(jié)果表明，骨髓干細(xì)胞可疏通發(fā)生病變的股骨頭內(nèi)血管，改善股骨頭壞死區(qū)及周圍組織血液循環(huán)，促進(jìn)血管再生[12]。隨著干細(xì)胞技術(shù)的發(fā)展，國內(nèi)外部分學(xué)者進(jìn)行了干細(xì)胞注射移植治療股骨頭壞死嘗試，獲得較滿意結(jié)果[13-14]。Gangji等[15]報(bào)道在髓芯減壓術(shù)后經(jīng)環(huán)鉆注入干細(xì)胞懸液，結(jié)果提示髓芯減壓術(shù)后加骨髓干細(xì)胞移植治療早期股骨頭壞死的療效明顯優(yōu)于單純髓芯減壓術(shù)。

本研究在髓芯減壓治療基礎(chǔ)上，沿減壓通道注入外周血干細(xì)胞，既能改善骨內(nèi)高壓、骨微循環(huán)障礙等病理狀態(tài)，又能提供股骨頭修復(fù)重建的種子細(xì)胞，為新骨頭生成、替代死骨創(chuàng)造良好的環(huán)境，刺激新骨形成，從而有效地防止了股骨頭進(jìn)一步塌陷，并獲得了較好的臨床效果。

本研究結(jié)果表明：術(shù)后3、6、12個(gè)月的Harris評(píng)分與術(shù)前比較有提高，術(shù)后3個(gè)月A、B組Harris評(píng)分比較差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義，但隨著時(shí)間推移，術(shù)后6、12個(gè)月B組Harris評(píng)分顯著優(yōu)于A組，且MRI顯示股骨頭壞死區(qū)顯著小于A組。提示自體外周血干細(xì)胞移植聯(lián)合髓芯減壓術(shù)治療早中期股骨頭壞死可顯著減輕關(guān)節(jié)疼痛、有效恢復(fù)關(guān)節(jié)功能、加速病灶區(qū)骨組織修復(fù)，療效明顯優(yōu)于單純髓芯減壓術(shù)。因此采用自體外周血干細(xì)胞移植聯(lián)合髓芯減壓術(shù)是對(duì)早中期股骨頭缺血性壞死的一種有效治療方法，值得進(jìn)一步推廣應(yīng)用。

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